Альтернативи смерті: Як перемогти старіння

Як виглядає сучасна молекулярна біологія? Як вони намагаються вивчити старіння, є будь-які сподівання уповільнення або навіть припинення цього процесу? Ці питання були присвячені лекції лікаря-біолога Олександра Панчинка, з якою він говорив на популярній науці. Офіс Ru Group

Вікування є зменшенням тривалості життя з віком. З певного віку збільшується ймовірність смерті. Через 20 років, кожен вісім років життя підвищує ризик на два рази. Люди вмирають від хвороби серця, рак, інсульт, емфізема, пневмонія, захворювання нирок, хвороби Альцгеймера, нещасні випадки. Але хороша новина полягає в тому, що науково-технічний прогрес вже дозволив подолати багато захворювань і збільшити тривалість життя людини.

За останні 60-плюс років тривалість життя зросла в усіх країнах, з деякими людьми, які живуть близько 20 років. У Австралії Канада, Японія, в деяких країнах Європи, середня тривалість життя перевищує 80 років. Про важливість хорошої медицини в країні, мудре використання наукових досягнень, застосування ефективних лікарських засобів, а не деяких гомеопатичних і так далі. Але в цілому, прогрес відбувається по всьому світу.



Наприкінці XIX століття гіпотеза була направлена на теоретичну безсмертність гортензії. У 1997 році Данила Мартінес довів гіпотезу експериментально.

Коли мова йде про те, чи можна побити це зростання смертності, Я згадував слова братів правого: «Якщо птахи можуть літати, ми можемо досягти керованого рейсу». Біологи стверджують, що якщо гідра не підвищує ризик смерті з віком, то, ймовірно, ми можемо це зробити. Не існує принципових обмежень, які не дозволяють жити організмом дуже довго.

Класичний приклад тривалого тіла - це голий тромб щур, який живе в десять разів довше, ніж його родичі - мишей і щурів. Вчені вже розслідують геном голої тромболі щура надії розуміння того, що робить це істота особливим і тривалим.

Якщо ми оцінюємо різноманіття життя на планетарному масштабі, то тривалість життя ссавців може відрізнятися майже сто разів, а у тварин в цілому - на десятки тисяч разів. Що можна зробити? Очевидно, що гени відіграють важливу роль в процесі старіння і довголіття. З еволюціональної точки зору, деякі сходи або лет не особливо зацікавлені в живій довгості. У природі мало представників цих видів виживали у старій вікі, вони з'їжджають рано за допомогою престолів. Навіть якщо з'явилася мутація життя, то буде мало використовуватися в плані підвищення статевого успіху. І в видах, які втекли загрозу предаторів, ми бачимо збільшення тривалості життя. Цей же голий болт живий підземний може жити 31 років. Ще одним прикладом захисту від предаторів є можливість літати, так як є випадок з кажанами і птахами. Люди можуть захистити себе від науки і техніки.

Є організми, геноми яких вже містять програми смерті. Наприклад, в деяких видах лосося жінки відразу гинуть після спавінгу. Але більш цікавий приклад - це восьминога:



Ілюстрація: Odyssey

Яйця восьминог відкладає яйця, перестає харчуватися і в середньому гине через місяць. Це запрограмоване смерть. Але виявилося, що ця програма може бути скасована, і хірургічно — тільки шляхом вирубування пари залоз, після чого восьминог може жити не місяць, але 6-9 місяців.

На прикладі програмованої смерті клітин, де окремі клітини можуть вбити себе. Цей процес називається апоптозом: коли клітина накопичує велику кількість мутацій для того, щоб не стати раком, не створювати загрозу для тіла, він знищує себе, і, очевидно, досить - клітинка не просто висить весь його вміст, але знизиться в відсіки, які потім можуть бути захоплені сусідніми клітинами і розкладаються з.

Цікаво, є перехід від смерті клітин до смерті всього організму. Гут круглого черв'яного каеноргабдиту слонів (нематоди) злегка фторів. І коли гинуть черв'яки через природні причини або в результаті чогось пошкодження, після чого година перед смертю в передній частині кишечника, світиться підвищується і хвиля поступово переходить до кінця кишечника. Після цього черв'як йде в інший світ. Це явище називається «блакитна хвиля смерті». Хвиля може бути індукована штучно, наприклад, заморожування і відливання глистів. Вчені знайшли спосіб зупинити цю хвилю. Вологість черв'яки не посилюється, але якщо вона пошкоджена, вона не вмирає від цього. З появою хвилі починається процес смерті клітин, але потім цей блакитний світиться віддів, а черв'як продовжує жити. Самий світлий - це просто індикатор, але насправді це хвиля смерті клітин по кишечнику, що призводить до смерті.

Чому виникає цей механізм? Акуратно, в результаті цього «придбання в годину», черв'як отримує в якості їжі своїми нащадками. Помилки переносять немовляти, штампують і стають кормами для наступного покоління. Символ самопочуття.

У людини, принаймні у дорослих, не знайдено таких механізмів. У віці є поєднання багатьох різних процесів. Один з них є старіння клітин.

Старші клітини можуть пошкодити сусідні клітини, можуть звільнити речовини, які призводять до запалення. Старші клітини можуть стати раковими, тому добре позбутися від них. Нещодавно опубліковано результати досліджень про видалення старих клітин певного типу в генетично модифікованих гризунів з використанням спеціального препарату. І ці гризуни жили довше. Це цілком можливо знайти підхід до сходження клітин.

Скорочення теломерів


хромосоми людини сірі, теломери білі.

Вікування клітин асоціюється з певними процесами. Одним з них є скорочення теломера. Так природа працює, що кожен раз клітина ділиться, молекула ДНК усаджує. На кінцях хромосом є ділянки, які називають теломери, які скорочуються, тим самим захищаючи відпочинок хромосоми. Тельомери скорочуються від покоління до утворення, а в старих клітинах вони стають дуже короткими. Тобто клітини старої та юної людини можуть відрізнятися довжиною теломера, враховуючи деякі варіації в цих рисах.

Проте проблема скорочення вже була вирішена в наших стовбурових клітинах. Вони мають фермент, який називається теломерази, який може побудувати теломери. Деякі клітинки говорять про безсмертність.

Ще одна велика новина полягає в тому, що ми можемо подовжити теломери з генотерапією. Експерименти були проведені, в яких було доставлено теломераза на гризунів за допомогою спеціального вірусу, а також у клітинах. Такі гризуни, як експерименти показують, жити довше.



Єлизавета Парріш, 44, голова Американської дослідницької компанії BioViva, може стати першою особою, яка успішно тестує проти старіння генної терапії.

Такі експерименти надихнули Elizabeth Parrish, щоб спробувати цю генну терапію. Зрозуміло, що вона є частиною PR кампанії, оскільки вона володіє основною фірмою біотехнологій. На новини про те, що її теломери були застарілими. Але це не те саме науковий експеримент, немає контрольної групи, немає нічого порівняти з. Хоча ця історія надихає багато і пропонує, що скорочення теломерів не є неприпустимою проблемою старіння.

Прискорення пошкодження
Ще одне, що відбувається в клітинках, є накопиченням пошкодження. Вони різні. Один тип пошкодження – накопичення всіх сортів сміття в клітинах. Наприклад, погано складені білки, як і справа з недугою Альцгеймера. Ор збійні органели, як пошкоджені мітохондрії. З кожним поділом клітин ці пошкодження розбавляють, і для кожного з двох клітин в результаті вони рахують на половину стільки. Це, з активним поділом, клітини можуть омолодити.

Але є ще темна сторона для поділу: рак. Є генетичні мутації, які не розведені. Ракові клітини - це клітина, яка накопичила велику кількість мутацій, які можуть призвести до необмеженого поділу, відключення апоптозу. На сьогоднішній день існує більше сучасних методів, спрямованих на боротьбу з раком. Раніше було повністю невиліковне захворювання, тепер в деяких випадках його обробляють.

Кріплення
Одним з найкрасивіших експериментів для продовження життя було вивчення впливу часткового кріплення. Проведено експеримент на гризунів. Це смертний графік:

р.

Зелений показує ті, хто ate з живота, синій ate 25% менше, фіолетовий - 55% менше, і червоний - 65%. Як бачимо, максимальна тривалість життя зросла приблизно в 1,5 рази. Зелені померли близько трьох років, і відпочивають набагато довше. Коли всі зелені померли, червоні все ще живі. Імпресивний результат. Виявилося, що механізм тривалості життя через стегнування є актуальним для самих різних організмів, хоча б не для всіх. Є ті, у яких часткова голодація знижує тривалість життя. Але в багатьох видах він працює. Наприклад, у круглих черв’яках Каеноргабдит слонів, щурів, деяких лініях мишей, собак, є конфліктуючі дані на макаках. Дуже складно зробити такі експерименти на людей.

Коли вони виявили, як часткове кріплення продовжує життя черв'яків, вони виявили гормони, які випускаються у відповідь на споживання їжі. Ці гормони діють на рецептор DAF-2, розташований на поверхні клітин, і це якось сприяє старінню. Якщо цей рецептор пошкоджений, то ці черв'яки живуть приблизно в два рази довше.

При активації рецептора DAF-2, він запускає каскад клітинних процесів, що призводять до інактивації білка DAF-16. DAF-16 є дуже важливим білком, який регулює функцію клітин в наступному вигляді. Якщо продукти харчування доступні і DAF-16 неактивовані, клітина думає, "О, великий, є багато їжі, це океї ви можете розслабитися, я сейф, ви можете відтворити, ви можете поділитися, це дрібно". Якщо цей сигнал не існує, тобто DAF-2 зіпсований, або якщо немає їжі, то DAF-16 активовано, клітинка думає: "Що жах, я дихаю, стрес, нічний знак!" Вам необхідно врятувати себе! – і запускає пучок механізмів захисту: від мутацій, від окислювального стресу, теплового удару, все в рядку. Це, DAF-16 робить сотні інших генів, які оберігають клітинку від різних проблем.

Люди мають білки, схожі на DAF-16 і DAF-2. Але мутація була знайдена в білку, схожому на DAF-16. Є люди з одним варіантом цього білка, і є люди з іншим варіантом. Власники першого варіанту (FOXO3) значно частіше живуть до 90 років або більше. Це, шляхом вивчення молекулярного механізму старіння в глистів, ми краще зрозуміти, як механізми старіння в роботі людини.

Звичайно, не все, що ми дізнаємося про черв'яки можна віщати до людини. Наприклад, якщо ми видалимо гермові клітини з богів глистів, він також активує DAF-16 і буде жити довше. Але якщо ви відкатуєте себе, це не подовжить життя.

вага тіла
Дварф кажанів може жити до 40 років. Організми з більшою вагою тіла живуть довше. Але є ті, які тривалість життя значно вища, ніж очікувані на основі їх ваги тіла. Наприклад, люди живуть набагато довше інших видів однакової маси. Дварфові кажани і їх родичі також відносяться до центарів. Ці кажани показали білок, схожий на DAF-2, але з певними мутаціями.

На додаток до моделювання організмів, вчені слідують мутацій, які відбуваються у людини.



Цей молодий чоловік загинув на 17 і мав передчасний синдром старіння під назвою прогерія. Це генетичне захворювання, яке викликає ранні ознаки старіння. У юному віці виникають сенальні захворювання, і такі люди живуть в середньому 13 років. Це захворювання викликає мутація в гені, що відповідає за синтез білків ламіну. Цей білок відповідає за організацію нуклесу, так званої ядерної матриці, структуру нуклесу. У черв'яках ядерна матриця розбиває в клітинки з віком, і повільніше це відбувається, чим довше живуть черв'яки. Може бути руйнування ядерної матриці відіграє важливу роль у старінні людини.

гормон росту
Гормон росту непрямо призводить до посилення сигналу, що передається через наш аналог DAF-2. Якщо значно спрощують, то в карликових клітинах відчувається деякий ефект голодації. Ось Yoda і його подруга принцеса leia:



Яда мала непоганий ген, який регулює синтез гормону росту. Проживав в лабораторії протягом чотирьох років, що більше сотні років у віці людини.



У Еквадорі є населення людей з певною формою карликового синдрому, близько сотні з них. Ми не знаємо, як довго вони живуть. Вчені звернулися до них більше 20 років, і було видання, що ці люди мають знижений ризик деяких сенілових захворювань, включаючи рак і діабет. Нехай вони живуть довше інших людей в одній області.

Боже Тор, власник сміття


Ілюстрація: Ban Lab

Наші клітини здатні видалити сміття з себе не тільки при діленні. Вони можуть поглинати його. Це називається автофагія - клітини перетравлюють всі неприємні речі всередині себе, потім якось розпоряджається його і відкинути його. Цей процес може сприяти омолодження клітин, але він перешкоджається білком TOR.

Що робити? Він каже: "Всі прийде в руки". Цей сендвіч, який ви отримали тут, буде приємно. Він буде голодним, він буде блокувати, і він буде працювати. Наші предки проживали в умовах регулярного дефіциту їжі. Не було генетично модифікованих організмів, не було зеленої революції, не було нормального землеробства, нічого не було. В будь-який час Фамін міг стати важливою роллю. Але зараз це сміття накопичує і пошкоджує клітини. На щастя, є інгібітори, які можуть пригнічувати цей білок.

Інгібітори TOR запускають автофагію через цей білок. Сам TOR названий після рапсицину: Ціль Рапамицину. Рапамицин - антибіотик, який виробляється грибами, він також використовується як імуносупресант. Ця речовина використовується в органних трансплантаціях, щоб зменшити ризик відторгнення. Крім того, рапаміцин продовжує життя різних організмів, зокрема мишей і досить сильно.

Рапамицин дуже дорогий, тому в багатьох випадках використовується значно дешевший інгібітор ТОР, кофеїн. Дослідження тварин підтвердили, що він покращує автофагію і продовжує життя. Є також результати епідемологічних досліджень, за якими в популяціях людини, де на замовлення можна пити кілька склянок кави в день, мортальність знижується 10%.

Є поняття «Французький парадокс»: Французьке життя довго і рідко страждають серцево-судинними захворюваннями. В той же час це було пояснено споживанням ресератролу, що міститься в червоному вині. Роданти цієї речовини тривале життя. Але потім вони перераховують скільки вина людина повинна споживати, щоб зробити resveratrol таким же ефектом, два бочки в день. Припустимо, французький парадокс досить пов'язаний з самим етанолом, що в певній невеликій концентрації тривало життя нематодів. Люди, які п'ють склянку вина, також мають знижений ризик серцево-судинних захворювань, таких як ішемічна хвороба серця, ішемічна хвороба серця і так далі. Але етанол має негативні побічні ефекти: алкоголізм, цироз печінки, підвищений ризик певних раку. Таким чином, чи можна використовувати етанол як геропротектор.

З інтересу до вчених і метацину - лікування цукрового діабету. Має деякі побічні ефекти, пов'язані з шлунково-кишковим трактом. Дослідження підтверджують, що метаформин продовжує життя черв’яків.

Але найдовші - 50% - нематоди живуть завдяки альфа-ketoglutarat. Примітно, що вона присутня у людини в великих кількостях і має низьку токсичність. Але так далеко не проводилися дослідження на гризунів, оскільки це дуже важко для вчених, щоб отримати фінансування для вивчення цього анти-старіння препарату, оскільки старіння не вважається захворюванням. Альфа-ketoglutarate, до речі, спортсмени використовують в якості дієтичної добавки для прискорення росту м'язової маси. Але є дуже конфліктні докази, як це дійсно допомагає.

Молода кров.


Ілюстрація: Популярні науки

В одному дослідженні науковці оперативно з'єднуються органи двох гризунів, старих і молодих, поєднуючи їх системи кровообігу. У цих умовах старий гризун мешкає довше, а молодий гризун мешкає менше, а старі грижі підвищують пластичність нервової системи, тобто здатність нервових клітин формувати нові нейронні з'єднання. Вони навіть покращують регенерацію м'язової тканини. Зрозуміло, що ніхто не припускає стібку разом пенсіонерів і молодих дітей, щоб зробити пенсіонери довше. Але можливо, ми можемо знайти деякі фактори, які присутні в плазмі крові, або ми можемо знайти клітини, які тривалий термін життя, і ми можемо синтезувати їх і надати їм як ліки літніх людей. Це те, що Tony Wyss-Coray - сказав він В даний час технічні тести мають можливість використовувати плазму молодих організмів для лікування хвороби Альцгеймера. Давайте подивимося, що вони роблять.

Жива довго


Ще одна історія передбачає дослідник Aubrey de Grey, який також говорив на Ted Talk. Аубрь сказав, що Деякі люди кажуть, - Ми поширимо наше життя на 20 років, ми помираємо не на 80, але на 100." Але це ще не дуже комфортний. «Чи ми очікуємо все більше?» Абурей відповів, "Так, ми можемо." Чому? Він надає метафору універсальним гравітаціям. Якщо ви берете м'яч і кидаємо його, він буде падати. Якщо ви кинути його важко, це буде трохи пізніше. Але якщо кинути його так, що він досягає першої космічної швидкості, м'яч буде літати в космос і ніколи не повернеться до Землі. «Лок, науково-технологічний прогрес йде швидше і швидше, і, можливо, в 20 років, які ви живете, вони прийдуть до препарату, який пролонгує життя ще 25 років, і в 25 років вони прийдуть препаратом, який продовжує життя ще 30 років, і так далі». А можливо, у певному віці деякі люди можуть жити дуже довго, тисячі років. Про це свідчать багато вчених. Але не існує серйозних аргументів, чому це неможливо в принципі.

Ми бачимо, що науково-технічний прогрес продовжує життя людей по всій планеті, у всіх країнах, навіть у найбідніших країнах, а тривалість життя постійно зростає. І це означає, що для продовження життя нам необхідно розвивати науку.

Нарешті, я хотів би рекомендувати чудовий сайт geroprotectors.org - є публікації про результати дослідження різних речовин з точки зору продовження життя експериментальних тварин.

Джерело: geektimes.ru/company/mailru/blog/277096/